JP2020021713A - 多芯通信ケーブル - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る多芯通信ケーブル10は、図1及び図2に示すように、2本の同軸電線1,1からなる同軸電線組2を2組以上含む多芯通信ケーブル10である。そして、同軸電線1は、中心導体11と、絶縁体12と、金属細線13aを横巻きした外部導体13と、融着層14b付きの樹脂テープ14aの融着層14bを外部導体側にして横巻きした外被体14とをその順で有し、金属細線13aと樹脂テープ14aとが融着層14bを介して融着するように構成されている。
同軸電線1は、図1及び図2に示すように、中心導体11と、中心導体11の外周に長手方向Yに連続した絶縁体12と、その絶縁体12の外周に設けられた外部導体13と、その外部導体13の外周に設けられた外被体14とで構成されている。
中心導体11は、同軸電線1の長手方向Yに延びる1本の素線で構成される、又は複数本の素線を撚り合わせて構成される。素線は、良導電性金属であればその種類は特に限定されないが、銅線、銅合金線、アルミニウム線、アルミニウム合金線、銅アルミニウム複合線等の良導電性の金属導体、又はそれらの表面にめっき層が施されたものを好ましく挙げることができる。高周波用の観点からは、銅線、銅合金線が特に好ましい。めっき層としては、はんだめっき層、錫めっき層、金めっき層、銀めっき層、ニッケルめっき層等が好ましい。素線の断面形状も特に限定されないが、断面形状が円形又は略円形の線材であってもよいし、角形形状であってもよい。
絶縁体12は、中心導体11の外周に、長手方向Yに連続して設けられている低誘電率の絶縁層である。絶縁体12の材料は特に限定されないが、例えばPFA、ETFE、FEP等の低誘電率のフッ素系樹脂が好ましく、良好な高周波伝送特性を示すことができる。絶縁体12の材料に着色剤を含有させてもよい。こうした絶縁体12の形成方法は特に限定されないが、押し出し、塗布等を挙げることができる。絶縁体12の構造形態は、中実構造でも中空構造でも発泡構造であってもよい。中空構造と発泡構造は、構造体内部に空隙を有するので誘電率をさらに小さくすることができる。絶縁体12の厚さも特に限定されないが、0.2〜0.5mm程度の範囲内とすることが好ましい。
外部導体13は、絶縁体12の外周に設けられている。外部導体13は、後述する全体を覆うシールド層6とは区別して設けられている。この外部導体13は、金属細線13aを横巻きしたもので構成されている。外部導体13の厚さは、使用する金属細線13aの線径や撚り本数によっても異なり、特に限定されない。
外被体14は、外部導体13の外周に設けられている。この外被体14は、絶縁性の融着層付きの樹脂テープの融着層14bの側を外部導体側にして横巻きして形成されている。外被体14を構成する樹脂テープ14aの材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリアミド(PA)、ポリイミド(PI)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、エチレン−四フッ化エチレン共重合体(ETFE)、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体(FEP)、フッ素化樹脂共重合体(ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂:PFA)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、等を挙げることができる。硬さや伸びの点において、好ましくはポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等である。これらの樹脂テープは通常は単層であるが、目的に応じて2層以上としてもよい。樹脂テープ14aの厚さは、必要な絶縁耐圧を確保できるだけの厚さであれば特に限定されないが、一例としては、後述の実施例のように、0.004mm程度とすることができる。樹脂テープ14aは着色されていてもよい。着色は、着色剤を樹脂テープ14a内に含有させたり、着色剤を樹脂テープ14a上に塗布や印刷して設けることができる。樹脂テープ14aを着色するによって、得られた同軸電線1に別々の色を付与でき、その色によって個々の役割を持つ同軸電線1を識別することができる。
多芯通信ケーブル10は、図1に示すように、芯材3と、芯材3の外周に配置された2組以上の同軸電線組2と、2以上の同軸電線組2を覆い束ねる押さえ巻きテープ5と、押さえ巻きテープ5を覆うシールド層6と、シールド層6を覆う樹脂押し出しシース7とで少なくとも構成されている。なお、2組以上の同軸電線組2を覆う、押さえ巻きテープ5、シールド層6及び樹脂押し出しシース7等を、外被シース4と呼んでもよい。この多芯通信ケーブル10は、上記した同軸電線2本からなる同軸電線組2を2組以上含み、例えば図1の例では、同軸電線組2が4含まれている態様を示している。同軸電線組2の数は、少なくとも2以上の複数であればよく、上限も特に限定されないが、4〜8程度とすることができる。
芯材3は、多芯通信ケーブル10の中心に位置するものであり、種々の態様とすることができる。例えば、巻芯として機能する高張力のテンションメンバとすれば、多芯通信ケーブル10の軸方向の強度と屈曲性を補強するように作用する。その例としては、複数の繊維からなる繊維糸又はその繊維糸を束ねた繊維束が好ましく用いられる。繊維束又は繊維糸を構成する繊維としては、例えば、テトロン(登録商標)等のポリエステル繊維や、ケブラ(登録商標)等の全芳香族ポリアミド繊維や、ベクトラン(登録商標)等のポリアリレート繊維、ガラス繊維等を挙げることができる。また、芯材3は、異なる材質の繊維や、外径の異なる繊維糸を任意に複合させたものであってもよい。芯材3は、これらの繊維束又は繊維糸を集合線、撚り線又は編み込み線にして同心円状(真円形)の断面になっている。なお、「dtex」は繊維糸を重量換算で示すものであり、1dtexは、長さ10000mで1gであることを意味する。
芯材3は、芯材押さえ巻きテープ8で覆われていることが好ましい。芯材押さえ巻きテープ8としては、芯材3がばらけないように押さえることができるものであれば特に限定されないが、例えば、ポリエステルテープ等を好ましく挙げることができる。その厚さは特に限定されず、0.003〜0.01mmの範囲内であることが好ましい。こうした芯材押さえ巻きテープ8で巻かれた後の芯材3の外径は、その役割や用途に応じて任意に選択され、特に限定されない。なお、テープ幅は、巻ピッチ等によって任意に選択され、特に限定されない。
外被シース4は、押さえ巻きテープ5、シールド層6及び樹脂押し出しシース7等で構成されている。押さえ巻きテープ5は、2以上の同軸電線組2を覆い束ねるように設けられている。押さえ巻きテープ5は、複数の同軸電線組2がばらけないように押さえることができるものであれば特に限定されないが、ポリエステルテープ、紙テープ等を挙げることができ、特に和紙テープを好ましく挙げることができる。その厚さも特に限定されず、0.003〜0.01mmの範囲内であることが好ましい。テープ幅は、巻ピッチ等によって任意に選択される。なお、押さえ巻きテープ5は、同軸電線組2とともに信号線等が必要に応じて設けられている場合には、それらをまとめて巻き押さえるように作用する。
先ず、図2に示す形態の同軸電線1を作製した。各同軸電線1について、中心導体11として、直径0.10mmの錫めっき軟銅線を7本撚りしたAWG30(外径約0.3mm)を用いた。次に、中心導体11の外周に厚さ0.24mmのFEP樹脂(デュポン社製)層を押出し形成して外径を0.78mmにした。次に、外部導体13を形成した。外部導体13は、直径0.05mmの錫めっき軟銅線(金属細線13aであり、TCWと略す。)を48本用いて左横巻きに14mmのピッチP1で巻いた。外部導体13を設けた後の外径は0.88mmであった。その後、外被体14として、厚さ0.004mmで幅4.5mmの融着層付きPFEテープ(樹脂テープ14a)を用い、融着層14bの側を外部導体側にして、外部導体13の巻き方向とは逆の右巻きで巻いた。そのときの巻ピッチP2は4mmとした。各同軸電線1の外径は0.89mmであった。なお、樹脂テープ14aに着色して2本の同軸電線をそれぞれ色分けした。
実施例1において、外被体として幅3.5mmの融着層付きPFEテープを3mmのピッチP2で右巻きした。それ以外は実施例1と同じにして、実施例2の多芯通信ケーブル10を作製した。このとき、外被体の巻ピッチP2/外部導体の巻ピッチP1=3/14、である。
実施例1において、外被体として幅7.5mmの融着層付きPFEテープを7mmのピッチP2で右巻きした。それ以外は実施例1と同じにして、実施例3の多芯通信ケーブル10を作製した。このとき、外被体の巻ピッチP2/外部導体の巻ピッチP1=7/14、である。
実施例1において、外被体として幅9.5mmの融着層付きPFEテープを9mmのピッチP2で右巻きした。それ以外は実施例1と同じにして、比較例1の多芯通信ケーブル10を作製した。このとき、外被体の巻ピッチP2/外部導体の巻ピッチP1=9/14、である。
図3は、多芯通信ケーブル10の柔らかさの測定方法を示す説明図であり、図4は、その結果を示すグラフである。また、図5は、多芯通信ケーブル10の柔らかさの他の測定方法を示す説明図であり、図6は、その結果を示すグラフである。
長さ500mmの多芯通信ケーブルの両端を固定部41で固定し、上向きに撓んでいる多芯通信ケーブル10の最上点(ほぼ中央部)をループ高さが1/2の高さになるまで押し込み、その際の押し込み荷重を測定した。押し込みの前と後での押し込み長さを測定した。測定位置は、両側の固定部41の中央とした。その結果を図4に示す。図4において、「同軸型」とあるのは実施例1の多芯通信ケーブルであり、「STP型」とあるのは、実施例1において、2本の同軸電線からなる同軸電線組に替えて、直径0.10mmの錫めっき軟銅線を7本撚りしたAWG30(外径約0.3mm)を用いた中心導体11の外周に厚さ0.24mmのFEP樹脂(デュポン社製)層を押出し形成して外径を0.78mmにした絶縁電線2本を対撚りし、その外周に外部導体と外被体を構成した電線組を用いたシールドツイストペア型の多芯通信ケーブルである。
長さ500mmの多芯通信ケーブルの両端を固定部41で固定し、重さ0g、200g、400gのおもり42を湾曲して膨らんだ形状の多芯通信ケーブル10の最下点(ほぼ中央部)にそれぞれ吊す前と後での最大幅を測定した。その結果を図6に示す。図6において、「同軸型」とあるので実施例1の多芯通信ケーブルであり、「STP型」とあるのは対撚りした電線組を用いたシールドツイストペア型の多芯通信ケーブルである。
測定結果より、実施例1の多芯通信ケーブルが柔軟であることがわかった。また、実施例1〜3の多芯通信ケーブルは、比較例1の多芯通信ケーブルに比べて密着が良かった。
2 同軸電線組
3 芯材
3a 内層押さえ巻きテープ
4 外被シース
5 外層押さえ巻きテープ
6 シールド層
7 樹脂押し出し層
8 芯材押さえ巻きテープ
10 多芯通信ケーブル
11 中心導体
12 絶縁体
13 外部導体
13a 金属細線
14 外被体
14a 樹脂テープ
14b 融着層
Y 長手方向
P1 金属細線の横巻ピッチ
P2 樹脂テープの横巻ピッチ
41 固定部
42 おもり
Claims (5)
- 2本の同軸電線からなる同軸電線組を2組以上含み、前記2組以上の同軸電線組を外被シースで覆ってなる多芯通信ケーブルであって、前記同軸電線は、中心導体と、絶縁体と、金属細線を横巻きした外部導体と、融着層付きの樹脂テープの該融着層を外部導体側にして横巻きした外被体とをその順で有し、前記金属細線と前記樹脂テープとが前記融着層を介して接着されている、ことを特徴とする多芯通信ケーブル。
- 前記樹脂テープの横巻ピッチが、前記金属細線の横巻ピッチの1/5〜1/2の範囲内である、請求項1に記載の多芯通信ケーブル。
- 前記樹脂テープが、融着層付きのポリエチレンテレフタレートフィルムである、請求項1又は2に記載の多芯通信ケーブル。
- 前記金属細線の直径が、前記絶縁体の外径の1/10〜1/20の範囲内である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の多芯通信ケーブル。
- 前記外被シースが、内側から外側に向かって、1又は2以上の押さえ巻きテープと、シールド層と、樹脂押し出し層とがその順で有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の多芯通信ケーブル。
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